- Charakteristiky špeciálnych zlúčenín
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- názvoslovie
- výcvik
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- aplikácia
- Referencie
Tieto zvláštne zlúčeniny sú tie, ktoré tvoria kovalentných hydridov týchto carbonoids a nitrogenoids. Ide o zlúčeniny s vzorcom EH 4 , pre carbonids alebo skupiny 14 periodickej sústavy prvkov, alebo vzorca EH 3 pre nitrogenoids alebo skupiny 15 prvkami.
Dôvod, prečo niektorí chemici označujú tieto hydridy ako špeciálne zlúčeniny, nie je celkom jasný; Tento názov môže byť relatívna, aj keď, ignoruje skutočnosť, že H 2 O nie je nájdený medzi nimi , niektoré sú veľmi nestabilné a vzácne, takže by mohli byť hodné takej kvalifikácia.
Hydridy uhľovodíkov a dusíka. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Dva hydrid molekuly EH 4 (vľavo) a EH 3 (vpravo) sú uvedené v hornej časti obrázka sa guľa a prúty modelu. Všimnite si, že EH 4 hydridy sú štvorboká, zatiaľ čo EH 3 Have trigonální pyramídy geometrie, s párom elektrónov nad centrálneho atómu E.
Keď idete dole do skupín 14 a 15, centrálny atóm rastie a molekula sa stáva ťažšou a nestabilnejšou; keďže väzby EH sú oslabené zlým prekrývaním ich orbitálov. Ťažšie hydridy sú možno pravdivé špeciálne zlúčeniny, zatiaľ čo CH 4 , napríklad, je celkom vyskytujúce sa v prírode.
Charakteristiky špeciálnych zlúčenín
Rozdelením špeciálnych zlúčenín na dve definované skupiny kovalentných hydridov sa stručne uvedie ich charakteristika.
Carbonoids
Ako už bolo spomenuté v úvode, ich vzorce sú EH 4 a pozostávajú z tetraedrických molekúl. Najjednoduchší z týchto hydridov je CH 4 , ktorý je paradoxne tiež klasifikovaný ako uhľovodíka. Najdôležitejšia vec na tejto molekule je relatívna stabilita jej CH väzieb.
Tiež CC väzby sú veľmi silné, čo CH 4 byť spojenie pre vytvorenie rodinu uhľovodíkov. Týmto spôsobom vznikajú CC reťazce veľkých dĺžok a s mnohými CH väzbami.
To isté s ťažšími náprotivkami. SiH 4 , napríklad, má veľmi nestabilné SiH väzby, čo robí tento plyn viac reaktívne zlúčeniny ako atóm vodíka samotného. Okrem toho ich zreťazenie nie je príliš účinné alebo stabilné, pričom vznikajú Si-Si reťazce s najviac desiatimi atómami.
Medzi také zreťazenie produkty sú hexahydrides, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etán), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (digestman), a Sn 2 H 6 (diestannan).
Ostatné hydridy: GEH 4 , SNH 4 a PBH 4 sú ešte nestabilné a výbušné plyny, z ktorých ich zníženie akcie je výhodou. PBH 4 je považovaná za teoretický zlúčeniny, pretože je tak reaktívne, aby to nemohlo byť riadne získané.
Nitrogenoids
Na strane dusíka hydridov alebo skupiny 15, nachádzame trigonální pyramídy molekúl EH 3 . Tieto zlúčeniny sú tiež plynné, nestabilné, bezfarebné a toxické; ale viac univerzálny a užitočný ako EH 4 .
Napríklad, NH 3 , najjednoduchšie z nich, je jedným z najviac priemyselne vyrábaných chemických zlúčenín, a ich nepríjemný zápach charakterizuje veľmi dobre. PH 3 naopak vonia ako cesnak a ryby a AsH 3 vonia ako zhnité vajcia.
Všetky EH 3 molekuly sú základné; ale NH 3 je zakončená v tejto vlastnosti, pričom najsilnejšie bázy v dôsledku vyššej electronegativity a elektrónové hustote dusíka.
NH 3 môže byť tiež zlúčia, ako je CH 4 , iba v oveľa menšej miere; hydrazín, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ), a triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), sú príklady zlúčenín spôsobených zreťazenie dusíka.
Podobne, hydridy PH 3 a popol 3 sú zlúčia k vzniku P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), a ako 2 H 4 (H 2 ako popol 2 ), v tomto poradí.
názvoslovie
Na pomenovanie týchto špeciálnych zlúčenín sa používajú väčšinou dve nomenklatúry: tradičná a IUPAC. Pod hydridmi EH 4 a EH 3 sa rozdelia podľa príslušných vzorcov a názvov.
- CH 4 : metán.
- SiH 4 : Silan.
- GeH 4 : nemčina.
- SnH 4 : stannane.
- PbH 4 : inštalatér.
- NH 3 : amoniak (tradičná), Azan (IUPAC).
- PH 3 : fosfín, fosfán.
- AsH 3 : arsín, arsan.
- SBH 3 : antimonitu stiban.
- BiH 3 : bismutin, bismutane.
Samozrejme sa môžu použiť aj systematické nomenklatúry a názvoslovia zásob. Prvá špecifikuje počet atómov vodíka s gréckymi predponami di, tri, tetra atď. CH 4 príde byť volaný podľa tohto názvoslovia uhlíka tetrahydride. Zatiaľ čo podľa stavové nomenklatúry, CH 4 by bol nazývaný uhlík (IV) hydridu.
výcvik
Každá z týchto špeciálnych zlúčenín predstavuje viac spôsobov prípravy, či už v priemyselnom meradle, laboratóriu alebo dokonca v biologických procesoch.
Carbonoids
Metán je tvorený rôznymi biologickými fenoménmi, kde vysoké tlaky a teploty fragmentujú uhľovodíky s vyššou molekulovou hmotnosťou.
Hromadí sa v obrovských vreckách plynov v rovnováhe s olejom. Tiež hlboko v Arktíde ostáva obalený ľadovými kryštálmi nazývanými klatráty.
Silán je menej hojný a jednu z mnohých metód, ktorými sa vyrába, predstavuje nasledujúca chemická rovnica:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4AL (y) → 3SiH 4 (g) + 2AL 2 O 3 (y)
Pokiaľ ide o GeH 4 , syntetizuje sa na laboratórnej úrovni podľa nasledujúcich chemických rovníc:
Na 2 Geo 3 + Nabha 4 + H 2 O → GEH 4 + 2 NaOH + Nabo 2
A SNH 4 sa vytvorí, keď reaguje s Kalh 4 v tetrahydrofuráne (THF) média.
Nitrogenoids
Amoniak, ako je CH 4 , môžu tvoriť sa v prírode, a to najmä v kozmickom priestore vo forme kryštálov. Hlavný proces, pri ktorom NH 3 sa získa , je prostredníctvom procesu Haber-Bosch, je reprezentovaná nasledujúcim chemické rovnice:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Proces zahŕňa použitie vysokých teplôt a tlakov, rovnako ako katalyzátory na podporu tvorby NH 3 .
Fosfín sa vytvára, keď sa biely fosfor upravuje hydroxidom draselným:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arzín vzniká, keď jeho kovové arzenidy reagujú s kyselinami alebo ak sa soľ arzénu upraví borohydridom sodným:
Na 3 Ako + 3 HBr → Ash 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 Nabha 4 → 4 Ash 3 + 3 + 3 NaCl BCL 3
A bizmutín, keď je metylbismutín neúmerný:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
aplikácia
Nakoniec sú uvedené niektoré z mnohých použití týchto špeciálnych zlúčenín:
- Metán je fosílne palivo používané ako plyn na varenie.
- Silan sa používa v organickej syntéze organokremičitých zlúčenín pridaním dvojitých väzieb k alkénom a / alebo alkónom. Počas výroby polovodičov sa z neho môže tiež ukladať kremík.
- Rovnako ako SiH 4 , germánčina sa používa aj na pridávanie atómov Ge ako filmov v polovodičoch. To isté platí pre stibín, ktorý pridáva atómy Sb na kremíkové povrchy elektrolytickým ukladaním jeho pár.
- Hydrazín sa používa ako raketové palivo a na ťažbu drahých kovov.
- Amoniak je určený pre priemysel hnojív a farmaceutický priemysel. Je to prakticky reaktívny zdroj dusíka, ktorý umožňuje pridanie atómov dusíka k nespočetným zlúčeninám (aminácia).
- Arsín bol počas druhej svetovej vojny považovaný za chemickú zbraň a na jeho miesto zostal nechvalne známy fosílny plyn COCl 2 .
Referencie
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
- Chémia. (2016, 30. apríla). Špeciálne zlúčeniny. Obnovené z: websterquimica.blogspot.com
- Alonso vzorec. (2018). H bez kovu. Získané z: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Hydrid skupiny 14. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Chemický guru. (SF). Hydridy dusíka. Získané z: thechemistryguru.com